En ny måling af ladningsudvekslingsreaktion hjælper med at forstå kerne-kollaps supernovaer

Forskere fra Institute of Modern Physics ved det kinesiske videnskabsakademi, sammen med samarbejdspartnere, har på det seneste gjort fremskridt i studiet af elektronindfangningshastighederne for ⁹³ Nb ved at bruge ladningsudvekslingsreaktionen, som kaster lys over core-kollaps supernovaer (CCSNe).

Nogle massive stjerner ender deres liv som CCSNe, som er den mest energiske og mystiske begivenhed i universet. En stor mængde energi vil blive frigivet under CCSNe, og hele galaksen kan oplyses. Årtiers indsats er blevet afsat til at forstå CCSNe, mens nogle åbne spørgsmål stadig er tilbage.

Computersimulering er et vigtigt værktøj til at hjælpe forskere med at forstå det indre af CCSNe. Et af de vigtige fysiske input i CCSNe-simuleringer er elektronindfangningshastigheden. Tidligere undersøgelser har vist, at en gruppe neutronrige kerner i N=50-regionen bidrager stærkest til at fange elektroner, dermed reducere elektronfraktionen og ændre sammensætningen af ​​de kollapsende stjerner. Imidlertid, elektronindfangningshastigheder af neutronrige kerner kan ikke studeres direkte i det terrestriske miljø, for denne form for reaktion er endoterm og sker bare ikke i det terrestriske miljø.

I dette arbejde, forskere undersøgte elektronfangsthastighederne af ⁹³ Nb - i nærheden af ​​det ovennævnte N=50-område - ved at bruge ⁹³ Nb(t, ³ He+γ) ladningsudvekslingsreaktion. Eksperimentet blev udført i National Superconducting Cyclotron Laboratory i Michigan State University. S800-spektrometeret med høj præcision i kombination med Gamma-Ray Energy Tracking In-beam Nuclear Array, GRETINA, blev brugt til målingen.

Resultaterne viser, at den meget anvendte tilnærmelse foreslået af K. Langanke et al. til beregning af elektronindfangningshastigheder tager de Pauli-blokerende virkninger ikke ordentligt i betragtning. Den formår ikke at forudsige de eksperimentelle elektronindfangningshastigheder godt, og derfor er uegnet til at beregne elektronindfangningshastigheder i dette område, især i lavere stjernetæthed og temperaturer.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Fysisk gennemgang C .